通过使聚合物前驱物和电解质在电场的存在下聚合，即可增加离子导电聚合物的导电率。制造离子导电聚合物的方法可包含提供含有电解质与聚合物前驱物的混合物，以及在对所述聚合物前驱物施加电场时使所述聚合物前驱物聚合。如此制备而得的离子导电聚合物可使用于电装置中。本发明专利技术也说明了用于制造含有所述离子导电聚合物的电装置的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般涉及导电聚合物，更具体地，涉及包含电解质的离子导电聚合物及其制造方法与用途。
技术介绍
由于对具有增进性能与功能性的消费性、工业与军用制品的需求不断增加，近年来已经大量开发了多功能材料。在此方面，可同时将机械强度传递至物品的能量储存与传送材料已经成为热切关注的研究目标。更具体地，可对物品提供机械强度、又可储存或传送电荷的轻量聚合物与聚合物复合物已成为特定的研究兴趣目标。在结构能量储存与传送的领域中，已经特别寻求出具有良好机械强度的固态电解质材料。离子导电聚合物是一种固态电解质材料类型，其具有显现结构能量储存与传送能力的潜力。离子导电聚合物(在该领域中有时也称为电解质聚合物或电解质树脂)可通过使电解质与聚合物基材彼此混合而加以制备。在本文中，术语“电解质”是指可分解为离子以及可供离子于其中移动的适当溶剂媒介的一种物质。虽然以此方式即可对聚合物基材提供离子导电率，然而在该领域中公知的问题是，兼具在组成范围内的良好机械强度与高离子导电率的离子导电聚合物 是非常难以制造的。在某些情况中，离子导电聚合物可显现出良好的离子导电率数值，然而却缺乏机械强度。在其它例子中，聚合物的机械强度可令人满意，但却缺乏离子导电率。鉴于前述，用于制造兼具高离子导电率数值和增进的机械强度的离子导电聚合物的方法在该领域中是有明显益处的。这种离子导电聚合物可使用于数种不同应用中。本专利技术满足了前述需求并且同时提供相关优点。
技术实现思路
在某些具体实施例中，本文揭露了导电率为至少约10_5S/cm的离子导电聚合物，其通过在电场的存在下使聚合物前驱物和电解质聚合而加以制备。在某些具体实施例中，本文揭露了含有离子导电聚合物的电装置，所述离子导电聚合物具有至少约10_5s/Cm的导电率，且是通过在电场的存在下使聚合物前驱物和电解质进行聚合而加以制备。 在某些具体实施例中，本文所述的电装置含有层状结构以及可渗滤所述层状结构的离子导电聚合物，所述层状结构包含第一电极层、第二电极层以及配置于其间且可供离子通过的分隔材料层，其中所述离子导电聚合物含有电解质以及已经在电场的存在下进行聚合的聚合物基材。在某些具体实施例中，用于制造离子导电聚合物的方法包括提供含有电解质与聚合物前驱物的混合物，以及在对所述混合物施加电场时使所述聚合物前驱物聚合。在某些具体实施例中，用于制造电装置的方法包括提供层状结构，所述层状结构包含第一电极层、第二电极层、以及配置于其间的分隔材料层，所述分隔材料层可供离子通过；提供混合物，所述混合物包含电解质与聚合物前驱物；以所述混合物渗滤所述层状结构；以及在对所述混合物施加电场时使所述聚合物前驱物聚合。前文已经相当广泛地概述了本专利技术的技术特征，为了可以更好地理解，下文将详细描述。本专利技术的附加特征和优点将在下文中给予描述，这构成了所述权利要求的主题。附图说明为了更完整理解本专利技术及其优点，现将结合附图对本专利技术具体实施例进行详细描述作为参考，其中:图1A显示了示例性离子导电聚合物2的示意图，所述离子导电聚合物2具有以基本上均匀的方式散布于其中的阳离子与阴离子4及4’ ；图1B显示了示例性离子导电聚合物6的示意图，所述离子导电聚合物6具有离子导电通道8，阳离子与阴离子4及4’位于其中；图2显示了示例性层状电装置的示意图，其含有根据本专利技术的具体实施例制备而成的离子导电聚合物；图3显示了说明如何根据本专利技术的某些具体实施例来制备层状电装置的流程图，其；以及 图4为显示了根据本专利技术实施例制备的层状电装置的一种示例性方法的示意图。具体实施例方式本专利技术一个部分涉及离子导电聚合物及其制造方法。本专利技术另一部分涉及含有离子导电聚合物的电装置以及其制造方法。如前所述，由该领域中传统方法制备的离子导电聚合物通常是缺乏机械强度、离子导电率或两者。在不受任何理论或机制限制下，离子导电聚合物的聚合物基材和电解质在建立这些性质时一般对彼此作用。于任何机制或理论限制中保持自由，相信在离子导电聚合物中的离子导电率是因电解质离子在存在于聚合物基材中的溶剂内的移动而产生。更进一步相信在靠近聚合物链处的明显移动可于聚合物基材中产生干扰，其最后会产生轻易变形以及弱的机械性质。当离子导电度为令人满意的程度时，离子导电聚合物通常会因电解质的存在量而呈现凝胶状状态。在这样的情况下，若为增加机械强度而减少电解质量，则离子导电率会变得不适当。根据本文所述的具体实施例，已经惊奇地发现，当含有电解质的聚合物前驱物在电场的存在下进行聚合(固化)时，比起在无电场存在下一起聚合的聚合物前驱物和电解质的相比较混合物，其所产生的聚合物的离子导电率数值可明显提升超过那些可获得者。本文所述的具体实施例可有利地使离子导电聚合物中的电解质含量降低，因此可增进聚合物的机械性质。同样不受理论或机制限制，相信对聚合物前驱物与电解质的混合物施加电场可使电解质在聚合期间于聚合物基材内移动。进一步相信在聚合期间的电解质移动可于聚合物基材中建立离子导电通道，而对产生的聚合物提供导电性。更具体而言，相信在聚合期间电场的施加可助于使电解质至少部分局限在这些离子导电通道内，可在该处对聚合物提供离子导电性，且较不会对聚合物的整体机械强度产生不利影响。在传统制造的离子导电聚合物中，相信会I)发生电解质在聚合物基材中较均匀的分布，此均匀分布会对聚合物基材的全域性机械强度有不良影响；或2)发生电解质在聚合物基材中较异质性的分布，离子导电区域会彼此隔离，因而导致不良的离子导电性。图1A显示了示例性的离子导电聚合物2的示意图，所述离子导电聚合物2具有以基本上均匀的方式散布于其中的阳离子与阴离子4及4’ ；图1A的离子导电聚合物表示在施加电场之前的可能的聚合物结构。图1B显示了示例性的离子导电聚合物6的示意图，所述离子导电聚合物6具有离子导电通道8，阳离子与阴离子4及4’位于其中；图1B的离子导电聚合物表示可于电场存在下形成的聚合物结构。虽然图1B所示的离子导电信道8实质上为直线型，但应理解这些通道也可具有可供电流流经其间的任何形状。在某些具体实施例中，用于制造离子导电聚合物的方法可包含提供混合物，所述混合物含有电解质与聚合物前驱物；以及在对所述混合物施加电场时使所述聚合物前驱物 口 O一般而言，通过使电极接触于混合物、并对其施加电流，即可对混合物施加电场。在某些具体实施例中，可对混合物施加交流电流。然而，应理解到如果需要的话，在其它具体实施例中也可使用直流电流。在某些具体实施例中，在发生聚合之后，电解质可均匀分散于聚合物基材内。在其它具体实施例中，在发生聚合之后，电解质可不均匀地分散于聚合物基材内、或以梯度方式分散于聚合物基材内。在某些具体实施例中，在发生聚合之后，电解质可存在于离子导电聚合物的聚合物基材内的离子导电通道中。一般而言，可使用任何类型的聚合物前驱物来实施本专利技术的具体实施例。在某些具体实施例中，聚合物前驱物可为环氧树脂，其为自固化的环氧树脂、或二成分的环氧树月旨。在某些具体实施例中，聚合物前驱物可为可聚合单体，其可产生热塑性或热固性聚合物。本领域普通技术人员在知道离子导电聚合物的末端应用以及在本专利技术的教导下，将可选择适当的聚合物基材。适合用于本专利技术具体实施例的示例性热塑性聚合物可包括，例如，聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·派翠克·伯吉斯，寇瑞·亚当·佛雷斯雀，刘翰，
申请(专利权)人：应用奈米结构公司，
类型：
国别省市：
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